锅炉压力容器的无损检测技术要点分析

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[摘 要]无论是在工业还是民用生活方面，压力容器的使用越来越广泛，但是由于压力容器本身具有一定的危险因素，所以需要对压力容器进行定期的检验。目前锅炉压力容器的无损检测技术的应用，能够有效的减少和避免压力容器事故的发生。

[关键词]压力容器；无损检测；技术要点

中图分类号：TG115.28 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0087-01

引言

压力容器承受着低温、高温、腐蚀、易爆等介质的高压力，是具有爆炸危险的承压设备，当发生泄露、爆炸时会并发环境污染、中毒、火灾等事故，严重威胁人们的财产、生命安全。因此，对锅炉压力容器进行定期检修、实时监控是保障其安全的关键措施。无损检测技术可对工程材料、零部件等的表面缺陷、内部结构进行探测，鉴别、判断出现的缺陷问题，为措施实施提供可靠依据，在压力容器制造、定期检验及维修中广泛应用。

1 无损检测技术及选用原则

无损检测技术指的是在确保被检测对象使用性能不被影响、损害的基础上，利用物体的电磁、光、声等原理技术检测设备、零件、材料的物理、化学、缺陷等参数的技术。在无损检测技术检测对象的过程中，需要严格按照对象的产品标准、技术规格，依据其使用环境、材质、设计图纸等参数，采用最佳技术。比较于传统检测技术，无损检测技术具有非破坏性、可靠性、全面性、全程性等特点，提高了检测效率，为压力容器的安全运行提供了有力保障。

各种无损检测技术的选用原则：（1）无损检测应与破坏性检测相结合。无损检测可以在不损伤材料、工件和结构的前提下开展检测，但是需要注意的是，无损检测技术不能代替破坏性检测。（2）正确选用实施无损检测的时机。在进行承压设备无损检测时，应根据检测目的，结合设备工况、结构、材质和制造工艺的特点，正确选用无损检测实施时机。（3）正确选用最适当的无损检测方法。对于承压设备进行无损检测时，由于各种检测方法都具有一定的特点，不能适用于所有工件和所有缺陷，应根据实际情况，灵活地选择最合适的无损检测方法。例如，奥氏不锈钢因其磁性较弱，针对表面开口缺陷，就不适合磁粉检测而应选择渗透检测；钢板中的分层、折叠等缺陷经过轧制等工序，它们大都平行于板面，就不适合射线检测而应选择超声波检测。

2 锅炉压力容器的无损检测技术

2.1 超声无损检测技术

作为一种机械波，其超声无损检测所使用的超声波一般为1.2～3.5MHz，具有检测快、穿透力强等特点。在压力容器检测中，超声无损技术是常采用的检测方式，且较多使用于定位、检测纵向缺陷。例如，在压力容器的无缝钢管纵向缺陷检测中，超声波从工件表面沿周向以倾斜角度射入，从而在管壁内以锯齿形的路线传播。而对无缝钢管进行横向缺陷检测过程中，波束沿轴向倾斜入射，从而以锯齿形的路线传播。在具体检测中，荧光屏上对回波高度进行显示，呈现出回波路径，并标出距离一波幅曲线，与对比试块的人工缺陷回波相对比，判断无缝钢管的合格度。

超声波检测通常适用于：锻件缺陷检测，锻件内的缺陷通常呈现为线条型或面积型，因超声波检测技术对于面积型缺陷具有良好的适用性，所以锻件是超声检测的主要对象；焊缝缺陷检测，超声检测能检测出焊缝中存在的未熔合、气孔、未焊透、夹渣、裂纹等基本焊缝缺陷问题；铸件缺陷检测，采用超声波对铸件检测过程中超声波可能会受到杂波的不同干扰，因此其此种方法通常在铸件缺陷检测较低的情况下使用。

2.2 磁粉无损检测技术

磁粉检测方法，还可称为磁粉探伤法，其是一种通过磁性材料的磁化性能进行材料检测的方法，具备较高的检测灵敏度。磁粉检测方法的工作原理为：在检测过程中，被磁化的磁性工件材料，其工件表面形成的磁力线因不连续缺陷存在的影响会出现局部畸变，由此形成漏磁场；此时漏磁场会吸附工件表面的磁粉，在恰当光照条件下便能发现磁痕，由此便能检测出工件表面的缺陷位置、形状、严重程度及大小状况等。

磁粉检测方法的优点有：检测过程中不受工件大小、形状等条件的影响；具有较高的灵敏度，通常其能检测出的裂纹宽度最小可达到微米级，长度最低可达0.1mm；可明确显示工件缺陷的位置、形状、大小等信息，在数据分析基础上可进一步判定缺陷性质；工艺流程简单，具有较高的检测效率及较低的检测成本。其缺点有：当探测深度只有1～2mm时，仅能检测出工件近表面和表面表面缺陷，难以判定缺陷的埋深与高度；对检测工件要求较高的表面条件，不宜存在油脂或附属黏浊物等；仅能对铁磁性材料进行检测，且并非所有的铁磁性材料均可检测，需要求工件内铁素在70%以上，磁导率在300以下，磁场强度在2500A/m范围内；只有在缺陷同磁场方向夹角在45～90°范围时才能有效实施检测。

磁粉检测方法适用于：正常使用的压力容器的检测；可检测出压力容器在工作过程中的应力腐蚀或疲劳裂纹等缺陷；制造过程中的压力容器检测；如焊接时的检测、焊接坡口的检测、锻钢零件的检测、焊缝表面质量的检测等。

2.3 电磁涡流无损检测技术

在接近被检测物体时，利用交变磁场，在被检测物体中电磁感应产生密闭式环状电流，即涡流，对容器进行检测。电磁涡流无损检测技术的应用，主要利用被测物性质、缺陷位置、磁导率、电导率等因素对涡流的影响，从原激发磁场的参数变化对检测对象的损害部位、缺陷位置进行判断。在压力容器的具体检测中，对检测对象相应区域内的电流形状进行观察，通过电流形状判断检测内部的电磁场干扰状况，从而判断物体缺陷。

例如，在实际检测中，如果在所检测的压力容器区域，电涡流为层状，且分布均匀，直线流动，那么涡流便会对垂直于被测试件的磁场进行感应，当物体在该区域存在缺陷时，其涡流流动将会变化，垂直磁场也会相应改变，从而显示物体缺陷。同时，将磁光感应器件平行放置于磁场中，对垂直磁场变化进行成像，具体显示缺陷位置。电磁涡流无损检测多适用于压力容器壳体腐蚀情况检测，具有可靠性强、自动化等优势

2.4 射线无损检测技术

射线检测的基本原理为：射线在穿透工件时，因工件介质的阻力影响会逐渐减弱，其减弱的程度主要由射线穿透的介质厚度及工件的阻力系数决定；当工件含有缺陷问题时，构造缺陷物质的阻力系数与工件基本物质的阻力系数会存在较大差别，所以射线在穿过工件完好部位及缺陷部位时会表现出不同的射线强度；安置在工件后部的X光感光胶片的感光程度会因射线强度差异而表现出不同，待胶片处理后，完好部位及缺陷部位会形成不同黑度的影响，根据黑度范围及位置，即可判别工件中缺陷部位及大小。

射线检测的优点为：经过处理的胶片可提供受检工件材料内部缺陷构造出的直观影像，定量及定性检测的结果准确性较高；对于夹渣、气孔等体积型缺陷问题具有较高的灵敏度；检测结果可长时间保存。此种方法的缺陷有：检测成本较高，且射线检测人员要做好防护处理，否则容易造成人体伤害；对于未熔合、裂纹等面积型缺陷，若检测角度不恰当则很可能会漏检。作为压力容器无损检测的重要方法，射线检测适用于对压力容器制造中的焊缝检测。

2.5 渗透无损检测技术

渗透检测基本原理为：由于毛细现象的作用，将溶有着色染料或荧光染料的渗透剂施加于试件表面时，渗透剂就会渗入到各类开口于表面的细小缺陷中（细小的开口缺陷相当于毛细管，渗透剂渗入细小开口缺陷相当于润湿现象），然后清除依附在试件表面上多余的渗透剂，经干燥后再施加显像剂，缺陷中的渗透剂在毛细现象的作用。

渗透检测可以应用于各种金属、非金属、磁性及非磁性材料工件的表面开口缺陷的检测。除了多孔性的材料无法或难以检测外，几乎所有材料的表面开口缺陷都可以使用此方法，获得令人满意的检测结果。

3 结束语

在压力容器检测中，无损检测技术发挥重要作用，利用无损检测技术对压力容器的使用部件、原材料进行检测，准确筛除缺陷零件、材料，严格把关质量，提高产品质量。因此，相关技术与研究人员应加强有关无损检测方法在压力容器检测中的应用探讨，总结无损检测方法的应用原则及重要技术方法应用要点，以逐步提高压力容器的无损检测水平。

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